Nurfitriyani, Eka (2023) SIMULASI DESAIN MATERIAL LOGAM OKSIDA SEBAGAI SENSOR GAS ETILEN DENGAN APLIKASI COMSOL MULTIPHYSICS 4.4. S1 thesis, UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA.
![[img]](https://eprints.untirta.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text
Eka Nurfitriyani_3334170008_FullText.pdf Restricted to Registered users only Download (1MB) |
|
Text
Eka Nurfitriyani_3334170008_01.pdf Restricted to Registered users only Download (974kB) |
|
Text
Eka Nurfitriyani_3334170008_Lamp.pdf Restricted to Registered users only Download (215kB) |
|
Text
Eka Nurfitriyani_3334170008_02.pdf Restricted to Registered users only Download (444kB) |
|
Text
Eka Nurfitriyani_3334170008_03.pdf Restricted to Registered users only Download (675kB) |
|
Text
Eka Nurfitriyani_3334170008_Ref.pdf Restricted to Registered users only Download (382kB) |
|
Text
Eka Nurfitriyani_3334170008_04.pdf Restricted to Registered users only Download (543kB) |
|
Text
Eka Nurfitriyani_3334170008_05.pdf Restricted to Registered users only Download (279kB) |
|
Text
Eka Nurfitriyani_3334170008_CP.pdf Restricted to Registered users only Download (8MB) |
Abstract
Simulation of gas sensors made from metal oxide semiconductors was conducted out to determine the resistance value produced so that the characteristics of the metal oxide semiconductor material and the optimal surface to be used as gas sensors were obtained. The materials used include SnO2 and ZnO with circle and square surface shapes at temperatures of 25, 50, 100, 150, 200, 250, and 300 oC. The simulation process is carried out using COMSOL Multiphysics 4.4 software on the electric currents module which can facilitate the simulation to generate resistance values. Variables in the form of material, temperature and the shape of the surface used affect the resulting resistance value. Electrical conductivity which is entered in the simulation using the formula σ = A exp −e/kT for semiconductor material of SnO2 and σ = 10−2exp(−2 × 10−2/kT) for ZnO material. Electrical conductivity produced is influenced by temperature, the higher the temperature used, the greater the electrical conductivity value produced. Value of electrical conductivity is inversely proportional to value of the resulting resistance. Electrical conductivity value is inversely proportional to the resulting resistance value. Sensor resistance generated at a temperature of 25 oC with ZnO material is 284.3494 Ω for the square sensor and 90.5112 Ω for the circle sensor. Meanwhile, the sensor made of SnO2 at a temperature of 25 oC produces a resistance value of 765.8258 Ω for the square sensor and 243.7699 Ω for the circle sensor. Increase in temperature that occurs results in a smaller resistance value. Sensors made from ZnO with a square surface at temperature 25 oC produce a resistance value of 284.349 Ω and at a temperature of 300 oC produce a resistance value of 191.659 Ω. This is in semiconductor materials, the increase in temperature that occurs results in the transfer of valence electrons to conduction electrons so that the resulting resistance value is getting smaller and the electrical conductivity greater value. Optimum sensor in simulation is a sensor with a square surface shape on SnO2 material. Surface area used affects the resulting resistance value. Design and size of the sensor made on a square surface has a surface area of 16 cm2 and a circle surface area of 50.24 cm2. The smaller the diameter or size used, the higher the resistance value produced. Keywords: simulation of gas sensors, semiconductor materials, electrical conductivity, resistance
| Item Type: | Thesis (S1) | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Contributors: |
|
|||||||||
| Additional Information: | Simulasi sensor gas berbahan semikonduktor oksida logam dilakukan untuk mengetahui nilai resistansi yang dihasilkan sehingga didapat karakteristik material semikonduktor oksida logam dan bentuk permukaan optimal untuk dijadikan sebagai sensor gas. Material yang digunakan yakni SnO2 dan ZnO dengan bentuk permukaan lingkaran dan persegi pada suhu 25, 50, 100, 150, 200, 250, dan 300 oC. Proses simulasi dilakukan dengan menggunakan software COMSOL Multiphysics 4.4 pada modul electric currents yang dapat memudahkan simulasi untuk menghasilkan nilai resistansi. Variabel berupa material, suhu serta bentuk permukaan yang digunakan mempengaruhi nilai resistansi yang dihasilkan. Electrical conductivity yang dimasukkan dalam simulasi dengan menggunakan rumus σ = A exp −e/kT untuk material semikonduktor SnO2 dan σ = 10−2exp(−2 × 10−2 /kT) untuk material ZnO. Electrical conductivity yang dihasilkan dipengaruhi dengan suhu, semakin tinggi suhu yang digunakan maka nilai electrical conductivity yang dihasilkan semakin besar. Nilai electrical conductivity berbanding terbalik dengan nilai resistansi yang dihasilkan. Resistansi sensor yang dihasilkan pada suhu 25 oC dengan material ZnO yakni sebesar 284,3494 Ω untuk sensor persegi dan 90,5112 Ω untuk sensor lingkaran. Sedangkan, sensor berbahan SnO2 pada suhu 25 oC menghasilkan nilai resistansi 765,8258 Ω untuk sensor persegi dan 243,7699 Ω untuk sensor lingkaran. Peningkatan suhu yang terjadi menghasilkan nilai resistansi yang semakin kecil. Sensor berbahan ZnO dengan bentuk permukaan persegi pada suhu 25 oC menghasilkan nilai resistansi 284,349 Ω dan pada suhu 300 oC menghasilkan nilai resistansi 191,659 Ω. Hal ini pada material semikonduktor peningkatan suhu yang terjadi mengakibatkan perpindahan elektron valensi ke elektron konduksi sehingga nilai ressistansi yang dihasilkan semakin kecil dan nilai electrical conductivity semakin besar. Sensor yang optimum pada simulasi yakni sensor dengan bentuk permukaan persegi pada material SnO2. Luas permukaan yang digunakan mempengaruhi nilai resistansi yang dihasilkan. Desain dan ukuran sensor yang dibuat pada bentuk permukaan persegi memiliki luas permukaan 16 cm2 dan luas permukaan lingkaran 50,24 cm2 . Jika semakin kecil diameter atau ukuran yang digunakan maka nilai resistansi yang dihasilkan semakin tinggi. Kata Kunci: simulasi sensor gas, material semikonduktor, electrical conductivity, resistansi. | |||||||||
| Uncontrolled Keywords: | Kata Kunci: simulasi sensor gas, material semikonduktor, electrical conductivity, resistansi. | |||||||||
| Subjects: | Q Science > QC Physics T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering T Technology > TN Mining engineering. Metallurgy T Technology > TP Chemical technology T Technology > TS Manufactures |
|||||||||
| Divisions: | 03-Fakultas Teknik 03-Fakultas Teknik > 27201-Jurusan Teknik Metalurgi |
|||||||||
| Depositing User: | Mrs Eka Nurfitriyani | |||||||||
| Date Deposited: | 29 Mar 2023 09:31 | |||||||||
| Last Modified: | 29 Mar 2023 09:31 | |||||||||
| URI: | http://eprints.untirta.ac.id/id/eprint/22537 |
Actions (login required)
 |
View Item |